mạng máy tính các thiết bị liên kết mạng

Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring nhưng

Các thiết bị liên kết mạng

I Repeater (Bộ tiếp sức)

• Repeater là loại thiết

bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng,

nó hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI.

• Repeater dùng để nối

2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một giao thức và một cấu hình

• Khi Repeater nhận

được một tín hiệu từ một phía của mạng

Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng.

Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang

 Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia.

 Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách

đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối

đa do độ trễ của tín hiệu.

 Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8 km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater

 Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng.

Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông (như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring) nhưng không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau (như một mạng Ethernet và một mạng Token ring)

II Hub (Bộ tập trung)

 Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao.

Người ta phân biệt các Hub thành 3 loại như sau sau :

 Hub bị động (Passive Hub) : Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu

dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng Khoảng cách giữa một máy tính và Hub không thể lớn hơn một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính của mạng

là 200m thì khoảng cách tối đa giữa một máy tính và hub là 100m) Các mạng ARCnet thường dùng Hub bị động.

 Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động

có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng

 Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên

 Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của Hub chủ động cao hơn nhiều so với Hub bị động Các mạng Token ring có xu hướng dùng Hub chủ động

 Hub thông minh (Intelligent Hub): cũng là Hub chủ động nhưng có thêm các chức năng mới so với loại trước, nó có thể có

bộ vi xử lý của mình và bộ nhớ mà qua đó

nó không chỉ cho phép điều khiển hoạt động thông qua các chương trình quản trị mạng mà nó có thể hoạt động như bộ tìm đường hay một cầu nối

 Nó có thể cho phép tìm đường cho gói tin rất nhanh trên các cổng của nó, thay vì phát lại gói tin trên mọi cổng thì nó có thể chuyển mạch để phát trên một cổng có thể nối tới trạm đích

III Bridge (Cầu nối)

 Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó

có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau

 Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết

dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không

 Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo

 Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nhận và dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ xung bảng địa chỉ.

 Khi đọc địa chỉ nơi

gửi Bridge kiểm tra

xem trong bảng địa

chỉ của phần mạng

nhận được gói tin có

địa chỉ đó hay không,

Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không chuyển gói tin

đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới chuyển sang phía bên kia Ở đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm

(Hoạt động của Brigde).

 Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác.

 Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch

 Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau

 Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và

 Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục

bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua

 Ví dụ : Bridge biên dịch nối một

mạng Ethernet và một mạng

Token ring Khi đó Cầu nối thực

hiện như một nút token ring trên

mạng Token ring và một nút

Enthernet trên mạng Ethernet

Cầu nối có thể chuyền một gói tin

theo chuẩn đang sử dụng trên

mạng Enthernet sang chuẩn đang

sử dụng trên mạng Token ring.

 Tuy nhiên chú ý ở đây cầu nối

không thể chia một gói tin ra làm

nhiều gói tin cho nên phải hạn

chế kích thước tối đa các gói tin

phù hợp với cả hai mạng

Người ta sử dụng Bridge trong

các trường hợp sau :

 Mở rộng mạng hiện tại khi đã

đạt tới khoảng cách tối đa do

Bridge sau khi sử lý gói tin đã

phát lại gói tin trên phần mạng

còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ

tin trong nội bộ từng phần

mạng sẽ không được phép qua

phần mạng khác.

 Để nối các mạng có giao thức

khác nhau.

 Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của những địa chỉ xác định Ví

dụ : cho phép gói tin của máy A, B qua Bridge

1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2

 Một số Bridge được chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần nối dây và bật Các Bridge khác chế tạo như card chuyên dùng cắm vào máy tính, khi đó trên máy tính sẽ sử dụng phần mềm Bridge Việc kết hợp phần mềm với phần cứng cho phép uyển chuyển hơn trong hoạt động của Bridge

IV Switch (Bộ chuyển mạch)

 Switch đôi khi được mô tả như là một Bridge có nhiều cổng

 Trong khi một Bridge chỉ có 2 cổng để liên kết được 2 segment mạng với nhau, thì Switch lại

có khả năng kết nối được nhiều segment lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) trên Switch

 Cũng giống như Bridge, Switch cũng "học" thông tin của mạng thông qua các gói tin (packet) mà nó nhận được từ các máy trong mạng Switch sử dụng các thông tin này để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói thông tin đến đúng địa chỉ

 Ngày nay, trong các giao tiếp dữ liệu, Switch thường có 2 chức năng chính là:

Chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đến đích, và xây dựng các bảng Switch

Switch hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều

so với Repeater và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn như khả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN).

V Router (Bộ tìm đường)

 Router là một thiết bị hoạt

động trên tầng mạng, nó có

thể tìm được đường đi tốt

nhất cho các gói tin qua

nhiều kết nối để đi từ trạm

gửi thuộc mạng đầu đến

trạm nhận thuộc mạng cuối.

 Router có thể được sử dụng

trong việc nối nhiều mạng

với nhau và cho phép các

gói tin có thể đi theo nhiều

đường khác nhau để tới

đích.

 Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi

 Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router (Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác về đích đến)

và khi gói tin đến Router thì Router mới

xử lý và gửi tiếp.

 Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường (Router table)

 Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước

 Người ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộc giao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộc vào giao thức (The protocol independent router) dựa vào phương thức xử lý các gói tin khi qua Router

 Router có phụ thuộc giao thức: Chỉ thực hiện

việc tìm đường và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông

 Router không phụ thuộc vào giao thức: có thể

liên kết các mạng dùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đổi gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, Router cũng chấp nhận kích thức các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền trên mạng)

 Các lý do sử dụng Router :

 Router có các phần mềm lọc

ưu việt hơn là Bridge do các

gói tin muốn đi qua Router

cần phải gửi trực tiếp đến nó

nên giảm được số lượng gói

tin qua nó Router thường

được sử dụng trong khi nối

các mạng thông qua các

đường dây thuê bao đắt tiền

do nó không truyền dư lên

đường truyền.

 Router có thể dùng trong một

liên mạng có nhiều vùng, mỗi

vùng có giao thức riêng biệt.

 Router có thể xác định được đường đi an toàn

và tốt nhất trong mạng nên độ an toàn của thông tin được đảm bảo hơn

 Trong một mạng phức hợp khi các gói tin luân chuyển các đường có thể gây nên tình trạng tắc nghẽn của mạng thì các Router có thể được cài đặt các phương thức nhằm tránh được tắc nghẽn

Các phương thức hoạt động của Router

 Đó là phương thức mà một Router có thể nối với các Router khác để qua đó chia sẻ thông tin về mạng hiện có Các chương trình chạy trên Router luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các Router khác

 Phương thức véc tơ khoảng cách: mỗi Router

luôn luôn truyền đi thông tin về bảng chỉ đường của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình

truyền các thông báo khi có phát hiện có

sự thay đổi trong mạng và chỉ khi đó các Router khác tự cập nhật lại bảng chỉ đường, thông tin truyền đi khi đó thường

là thông tin về đường truyền.

Một số giao thức hoạt động chính của Router

phát triển bởi Xerox Network system và

sử dụng SPX/IPX và TCP/IP RIP hoạt động theo phương thức véc tơ khoảng cách.

được phát triển bởi Novell dùng để thay thế RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách, mổi Router được biết cấu trúc của mạng và việc truyền các bảng chỉ đường giảm đi

 OSPF (Open Shortest Path First) là một

phần của TCP/IP với phương thức trạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông

 OSPF-IS (Open System Interconnection Intermediate System to Intermediate System) là một phần của TCP/IP với phương

thức trạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông

VI Gateway (cổng nối)

không thuần nhất nên

việc chuyển đổi thực

hiện trên cả 7 tầng

của hệ thống mở

vào máy tính lớn

thường là nhiều giao thức, một Gateway

đa giao thức thường được chế tạo như các Card có chứa các bộ xử lý riêng và cài đặt trên các máy tính hoặc thiết bị chuyên biệt

Gateway cho phép nối ghép hai loại giao thức với nhau

Ví dụ: mạng của bạn sử dụng giao thức IP và mạng của ai đó sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA hoặc một giao thức nào đó thì Gateway sẽ chuyển đổi từ loại giao thức này sang loại khác.

• Qua Gateway, các máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thể dễ dàng

"nói chuyện" được với nhau

• Gateway không chỉ phân biệt các giao thức mà còn còn có thể phân biệt ứng dụng như cách bạn chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa